摘要：文章來自原文在給開發(fā)者的源碼系列的第三篇文章，我們打算擴(kuò)展上一篇文章來幫助理解內(nèi)部是怎么工作的。進(jìn)入在的核心代碼中，變量被稱為。要轉(zhuǎn)換一個為值，就調(diào)用函數(shù)。有了這個東西，我們可以看到函數(shù)馬上調(diào)用函數(shù)。

文章來自：http://www.hoohack.me/2016/02/12/phps-source-code-for-php-developers-part3-variables-ch
原文：http://blog.ircmaxell.com/2012/03/phps-source-code-for-php-developers_21.html

在"給PHP開發(fā)者的PHP源碼"系列的第三篇文章，我們打算擴(kuò)展上一篇文章來幫助理解PHP內(nèi)部是怎么工作的。在第一篇文章，我們介紹了如何查看PHP的源碼，它的代碼結(jié)構(gòu)是怎樣的以及一些介紹給PHP開發(fā)者的C指針基礎(chǔ)。第二篇文章介紹了函數(shù)。這一次，我們打算深入PHP最有用的結(jié)構(gòu)之一：變量。

在PHP的核心代碼中，變量被稱為ZVAL。這個結(jié)構(gòu)之所以那么重要是有原因的，不僅僅是因為PHP使用弱類型而C使用強(qiáng)類型。那么ZVAL是怎么解決這個問題的呢？要回答這個問題，我們需要認(rèn)真的查看ZVAL類型的定義。要查看這個定義，讓我們嘗試在lxr頁面的定義搜索框里搜索zval。乍一眼看去，我們似乎找不到任何有用的東西。但是有一行typedef在zend.h文件（typedef在C里面是一種定義新的數(shù)據(jù)類型的方式）。這個也許就是我們要找的東西，再繼續(xù)查看。原來，這看起來是不相干的。這里并沒有任何有用的東西。但為了確認(rèn)一些，我們來點擊_zval_struct這一行。

struct _zval_struct {
/* Variable information */
zvalue_value value; /* value */
zend_uint refcount__gc;
zend_uchar type; /* active type */
zend_uchar is_ref__gc;
};

然后我們就得到PHP的基礎(chǔ)，zval。看起來很簡單，對嗎？是的，沒錯，但這里還有一些很有意義的神奇的東西。注意，這是一個結(jié)構(gòu)或結(jié)構(gòu)體。基本上，這可以看作PHP里面的類，這些類只有公共的屬性。這里，我們有四個屬性：value,refcount__gc,type以及is_ref__gc。讓我們來一一查看這些屬性（省略它們的順序）。

我們第一個談?wù)摰脑厥莢alue變量，它的類型是zvalue_value。我不認(rèn)識你，但我也從來沒有聽說過zvalue_value。那么讓我們嘗試弄懂它是什么。跟網(wǎng)站的其他部分一樣，你可以點擊某個類型查看它的定義。一旦你點擊了，你會看到它的定義跟下面的是一樣的：

typedef union _zvalue_value {
    long lval; /* long value */
    double dval; /* double value */
    struct {
        char *val;
        int len;
    } str;
    HashTable *ht; /* hash table value */
    zend_object_value obj;
} zvalue_value;

現(xiàn)在，這里有一些黑科技。看到那個union的定義嗎？那意味著這不是真正的結(jié)構(gòu)體，而是一個多帶帶的類型。但是有多個類型的變量在里面。如果這里面有多種類型的話，那它怎么能作為單一的類型呢？我很高興你問了這個問題。要理解這個問題，我們需要先回想我們在第一篇文章談?wù)摰腃語言中的類型。

在C里面，變量只是一行內(nèi)存地址的標(biāo)簽。也可以說類型只是標(biāo)識哪一塊內(nèi)存將被使用的方式。在C里面沒有使用任何東西將4個字節(jié)的字符串和整型值分隔開。它們都只是一整塊的內(nèi)存。編譯器會嘗試通過"標(biāo)識"內(nèi)存段作為變量來解析它，然后將這些變量轉(zhuǎn)換為特定的類型，但這并不是總是成功（順便說一句，當(dāng)一個變量“重寫”它得到的內(nèi)存段，那將會產(chǎn)生段錯誤）。

那么，據(jù)我們所知，union是多帶帶的類型，它根據(jù)怎么被訪問而使用不同的方式解釋。這可以讓我們定義一個值來支持多種類型。有一點要注意的是，所有類型的數(shù)據(jù)都必須使用同一塊內(nèi)存來存儲。這個例子，在64位的編譯器，long和double都會占用64個位來保存。字符串結(jié)構(gòu)體會占用96位（64位存儲字符指針，32位保存整型長度）。hash_table會占用64位，還有zend_object_value會占用96位（32位用來存儲元素，剩下的64位來存儲指針）。而整一個union會占用最大元素的內(nèi)存大小，因此在這里就是96位。

現(xiàn)在，如果再看清楚這個聯(lián)合體（union），我們可以看到只有5種PHP數(shù)據(jù)類型在這里（long == int，double == float，str == string，hashtable == array，zend_object_value == object）。那么剩下的數(shù)據(jù)類型去了哪里呢？原來，這個結(jié)構(gòu)體已經(jīng)足夠來存儲剩余的數(shù)據(jù)類型。BOOL使用long(int)來存儲，NULL不占用數(shù)據(jù)段，RESOURCE也使用long來存儲。

因為這個value聯(lián)合體并沒有控制它是怎么被訪問的，我們需要其他方式來記錄變量的類型。這里，我們可以通過數(shù)據(jù)類型來得出如何訪問value的信息。它使用type這個字節(jié)來處理這個問題（zend_uchar是一個無符號的字符，或者內(nèi)存中的一個字節(jié)）。它從zend類型常量保留這些信息。這真的是一種魔法，是需要使用zval.type = IS_LONG來定義整型數(shù)據(jù)。因此這個字段和value字段就足夠讓我們知道PHP變量的類型和值。

這個字段標(biāo)識變量是否為引用。那就是說，如果你執(zhí)行了在變量里執(zhí)行了$foo = &$bar。如果它是0，那么變量就不是一個引用，如果它是1，那么變量就是一個引用。它并沒有做太多的事情。那么，在我們結(jié)束_zval_struct之前，再看一看它的第四個成員。

這個變量是指向PHP變量容器的指針的計數(shù)器。也就是說，如果refcount是1，那就表示有一個PHP變量使用這個容器。如果refcount是2，那就表示有兩個PHP變量指向同一個變量容器。多帶帶的refcount變量并沒有太多有用的信息，但如果它與is_ref一起使用，就構(gòu)成了垃圾回收器和寫時復(fù)制的基礎(chǔ)。它允許我們使用同一個zval容器來保存一個或多個PHP變量。refcount的語義解釋超出這篇文章的范圍，如果你想繼續(xù)深入，我推薦你查看這篇文檔。

這就是ZVAL的所有內(nèi)容。

在PHP內(nèi)部，zval使用跟其他C變量一樣，作為內(nèi)存段或者一個指向內(nèi)存段的指針（或者指向指針的指針，等等），傳遞到函數(shù)。一旦我們有了變量，我們就想訪問它里面的數(shù)據(jù)。那我們要怎么做到呢？我們使用定義在zend_operators.h文件里面的宏來跟zval一起使用，使得訪問數(shù)據(jù)更簡單。有一點很重要的是，每一個宏都有多個拷貝。不同的是它們的前綴。例如，要得出zval的類型，有Z_TYPE(zval)宏，這個宏返回一個整型數(shù)據(jù)來表示zval參數(shù)。但這里還有一個Z_TYPE(zval_p)宏，它跟Z_TYPE(zval)做的事情是一樣的，但它返回的是指向zval的指針。事實上，除了參數(shù)的屬性不一樣之外，這兩個函數(shù)是一樣的，實際上，我們可以使用Z_TYPE(*zval_p)，但_P和_PP讓事情更簡單。

我們可以使用VAL這一類宏來獲取zval的值。可以調(diào)用Z_LVAL(zval)來得到整型值（比如整型數(shù)據(jù)和資源數(shù)據(jù)）。調(diào)用Z_DVAL(zval)來得到浮點值。還有很多其他的，到這里到此為止。要注意的關(guān)鍵是，為了在C里面獲取zval的值，你需要使用宏（或應(yīng)該）。因此，當(dāng)我們看見有函數(shù)使用它們時，我們就知道它是從zval里面提取它的值。

到現(xiàn)在為止，我們知識談?wù)摿祟愋秃蛕val的值。我們都知道，PHP幫我們做了類型判斷。因此，如果我們喜歡，我們可以將一個字符串當(dāng)作一個整型值。我們把這一步叫做convert_to_type。要轉(zhuǎn)換一個zval為string值，就調(diào)用convert_to_string函數(shù)。它會改變我們傳遞給函數(shù)的ZVAL的類型。因此，如果你看到有函數(shù)在調(diào)用這些函數(shù)，你就知道它是在轉(zhuǎn)換參數(shù)的數(shù)據(jù)類型。

上一篇文章中，介紹了zend_parse_paramenters這個函數(shù)。既然我們知道PHP變量在C里面是怎么表示的，那我們就來深入看看。

ZEND_API int zend_parse_parameters(int num_args TSRMLS_DC, const char *type_spec, ...)
{
    va_list va;
    int retval;

    RETURN_IF_ZERO_ARGS(num_args, type_spec, 0);

    va_start(va, type_spec);
    retval = zend_parse_va_args(num_args, type_spec, &va, 0 TSRMLS_CC);
    va_end(va);

    return retval;
}

現(xiàn)在，從表面上看，這看起來很迷惑。重點要理解的是，va_list類型只是一個使用"..."的可變參數(shù)列表。因此，它跟PHP中的func_get_args()函數(shù)的構(gòu)造差不多。有了這個東西，我們可以看到zend_parse_parameters函數(shù)馬上調(diào)用zend_parse_va_args函數(shù)。我們繼續(xù)往下看看這個函數(shù)...

這個函數(shù)看起來很有趣。第一眼看去，它好像做了很多事情。但仔細(xì)看看。首先，我們可以看到一個for循環(huán)。這個for循環(huán)主要遍歷從zend_parse_parameters傳遞過來的type_spec字符串。在循環(huán)里面我們可以看到它只是計算期望接收到的參數(shù)數(shù)量。它是如何做到這些的研究就留給讀者。

繼續(xù)往下看，我么可以看到有一些合理的檢查（檢查參數(shù)是否都正確地傳遞），還有錯誤檢查，檢查是否傳遞了足夠數(shù)量的參數(shù)。接下來進(jìn)入一個我們感興趣的循環(huán)。這個循環(huán)真正解析那些參數(shù)。在循環(huán)里面，我們可以看到有三個if語句。第一個處理可選參數(shù)的標(biāo)識符。第二個處理var-args(參數(shù)的數(shù)量)。第三個if語句正是我們感興趣的。可以看到，這里調(diào)用了zend_parse_arg()函數(shù)。讓我們再深入看看這個函數(shù)...

繼續(xù)往下看，我們可以看到這里有一些非常有趣的事情。這個函數(shù)再調(diào)用另一個函數(shù)（zend_parse_arg_impl），然后得到一些錯誤信息。這在PHP里面是一種很常見的模式，將函數(shù)的錯誤處理工作提取到父函數(shù)。這樣代碼實現(xiàn)和錯誤處理就分開了，而且可以最大化地重用。你可以繼續(xù)深入研究那個函數(shù)，非常容易理解。但我們現(xiàn)在仔細(xì)看看zend_parse_arg_impl()...

現(xiàn)在，我們真正到了PHP內(nèi)部函數(shù)解析參數(shù)的步驟。讓我們看看第一個switch語句的分支，這個分支用來解析整型參數(shù)。接下來的應(yīng)該很容易理解。那么，我們從分支的第一行開始吧：

long *p = va_arg(*va, long *);

如果你記得我們之前說的，va_args是C語言處理變量參數(shù)的方式。所以這里是定義一個整型指針（long在C里面是整型）。總之，它從va_arg函數(shù)里面得到指針。這說明，它得到傳遞給zend_parse_parameters函數(shù)的參數(shù)的指針。所以這就是我們會用分支結(jié)束后的值賦值的指針結(jié)果。接下來，我們可以看到進(jìn)入一個根據(jù)傳遞進(jìn)來的變量（zval）類型的分支。我們先看看IS_STRING分支（這一步會在傳遞整型值到字符串變量時執(zhí)行）。

case IS_STRING:
{
    double d;
    int type;

    if ((type = is_numeric_string(Z_STRVAL_PP(arg), Z_STRLEN_PP(arg), p, &d, -1)) == 0) {
        return "long";
    } else if (type == IS_DOUBLE) {
        if (c == "L") {
            if (d > LONG_MAX) {
                *p = LONG_MAX;
                break;
            } else if (d < LONG_MIN) {
                *p = LONG_MIN;
                break;
            }
        }

        *p = zend_dval_to_lval(d);
    }
}
break;

現(xiàn)在，這個做的事情并沒有看起來的那么多。所有的事情都?xì)w結(jié)與is_numeric_string函數(shù)。總的來說，該函數(shù)檢查字符串是否只包含整數(shù)字符，如果不是的話就返回0。如果是的話，它將該字符串解析到變量里（整型或浮點型，p或d），然后返回數(shù)據(jù)類型。所以我們可以看到，如果字符串不是純數(shù)字，他返回“l(fā)ong”字符串。這個字符串用來包裝錯誤處理函數(shù)。否則，如果字符串表示double（浮點型），它先檢查這個浮點數(shù)作為整型數(shù)來存儲的話是否太大，然后它使用zend_dval_to_lval函數(shù)來幫助解析浮點數(shù)到整型數(shù)。這就是我們所知道的。我們已經(jīng)解析了我們的字符串參數(shù)。現(xiàn)在繼續(xù)看看其他分支：

case IS_DOUBLE:
    if (c == "L") {
        if (Z_DVAL_PP(arg) > LONG_MAX) {
            *p = LONG_MAX;
            break;
        } else if (Z_DVAL_PP(arg) < LONG_MIN) {
        *p = LONG_MIN;
        break;
    }
}
case IS_NULL:
case IS_LONG:
case IS_BOOL:
convert_to_long_ex(arg);
*p = Z_LVAL_PP(arg);
break;

這里，我們可以看到解析浮點數(shù)的操作，這一步跟解析字符串里的浮點數(shù)相似（巧合？）。有一個很重要的事情要注意的是，如果參數(shù)的標(biāo)識不是大寫"L"，它會跟其他類型變量一樣的處理方式（這個case語句沒有break）。現(xiàn)在，我們還有一個有趣的函數(shù)，convert_to_long_ex()。這跟我們之前說到的convert_to_type()函數(shù)集合是一類的，該函數(shù)轉(zhuǎn)換參數(shù)為特定的類型。唯一的不同是，如果參數(shù)不是引用的話（因為這個函數(shù)在改變數(shù)據(jù)類型），這個函數(shù)就將變量的值及其引用分離（拷貝）了。( The only difference is that it separates (copies) the passed in variable if it"s not a reference (since it"s changing the type). )這就是寫時復(fù)制的作用。因此，當(dāng)我們傳遞一個浮點數(shù)到到一個非引用的整型變量，該函數(shù)會把它當(dāng)作整型來處理，但我們?nèi)匀豢梢缘玫礁↑c型數(shù)據(jù)。

case IS_ARRAY:
case IS_OBJECT:
case IS_RESOURCE:
default:
return "long";

最后，我們還有另外三個case分支。我們可以看到，如果你傳遞一個數(shù)組、對象、資源或者其他不知道的類型到整型變量中，你會得到錯誤。

剩下的部分我們留給讀者。閱讀zend_parse_arg_impl函數(shù)對更好地理解額PHP類型判斷系統(tǒng)真的很有用。一部分一部分地讀，然后盡量追蹤在C里面的各種參數(shù)的狀態(tài)和類型。

下一部分會在Nikic的博客（我們會在這個系列的文章來回跳轉(zhuǎn)）。在下一篇，他會談到數(shù)組的所有內(nèi)容。